İçeriğe atla

Sürükleme

Gaz ya da sıvı formdaki bir akışkan içine düşen cisme, hareketinin ters yönünde sürükleme kuvveti etki eder.

Sürükleme;[1] akışkanlar mekaniğinde bir cismin, bir akışkan içindeki hareketine gösterdiği direnç. Sürükleme İngilizce drag sözcüğüne atfen "D" harfi ile gösterilir.

Bir gaz ya da sıvı içinde hareket eden katı bir cisim için sürükleme, içinde bulunduğu akışkanın akış yönü doğrultusundaki (paralel) aerodinamik ya da hidrodinamik kuvvetlerin toplamıdır. Bu doğrultuya dik kuvvetler taşıma kuvveti olarak adlandırılırlar. Dolayısıyla, sürüklemenin doğrultusu her zaman cismin hareket doğrultusunun ters yönündedir. Bir motor veya başka bir güç aleti ile donatılmış araçlarda bu kuvvet itme kuvveti ile yenilerek aracın hareket etmesi sağlanır.

Ölçümü

Debi ölçümü yapan rotametreler, bu prensip üzerine çalışan ölçü aletleridir.

Aerodinamikte

Bir aerofoil ve etki eden başlıca kuvvetler
Sürükleme-hava sürati ilişkisi

Havacılıkta sürükleme, bir hava aracının hava içerisindeki bağıl hareketi esnasında karşılaştığı dirençtir. Taşıtın hareket yönünün aksi istikametinde gerçekleştiği için bağıl hava akışına paralel ve aynı yöndedir.[2] Hava araçlarındaki itme gücü üreten elemanların ana görevi sürüklemeyi yenmektir.[2]

Bir hava aracının toplam sürüklemesi, araca etki eden tüm sürükleme kuvvetlerinin bileşkesidir. Sürükleme kuvvetleri indüklenmiş sürükleme[1] (induced drag) ve parazit sürükleme[1] olmak üzere iki ana gruba ayrılır.[3]

Parazit sürükleme

Parazit sürükleme; yüzey sürtünmesinden (skin friction), taşıtın şeklinden (form drag) ve uçak parçalarının birleşme noktalarından (interference drag) kaynaklanır. "Yüzey sürtünme sürüklemesi" ve "şekil sürüklemesi" bazen birlikte "profil sürüklemesi" olarak adlandırılır.[3]

Yüzey sürtünme sürüklemesi taşıt yüzeyi ile üzerinden akan hava arasındaki sürtünmeden kaynaklanır ve şu faktörlere bağlıdır: uçağın yüzey alanı, yüzey pürüzü (buzlanma vs.) sınır tabakasındaki hava akışının düzenli veya türbülanslı oluşu, hava sürati, kanat profili kalınlığı, hücum açısı.

Şekil sürüklemesi hava akışına direnç gösteren yüzeylerin arkasında oluşan türbülanstan kaynaklanır. Bir örnekle açıklamak gerekirse düz bir plaka hava akışına paralel ise yüzey sürtünme sürüklemesi çok daha fazladır, hava akışına dik iken şekil sürüklemesi çok daha fazladır.[3]

Enterferans sürüklemesi, kanat/gövde, gövde/kuyruk gibi farklı parçaların birleştiği bölgelerde oluşur.[4] İki farklı parça üzerindeki farklı hava akımları karşılaştığında wake türbülansı yaratır. Yüzeylerin uygun tekniklerle kaplanması ve yuvarlaklaştırılması enterferans sürüklemesini azaltacaktır.[4]

İndüklenmiş sürükleme

İndüklenmiş sürükleme, taşıma kuvveti (L) ve hücum açısı (AoA) ile doğrudan ilişkilidir. Pozitif taşımanın oluşabilmesi için kanat üzerindeki statik basıncın, kanat altındakinden "düşük" olması gerekir. Kanat altındaki yüksek statik basınç bölgesindeki hava firar kenarından arkaya ve kanat ucundan dışarıya doğru "kaçarak" kanat üzerine (alçak statik basınç bölgesine) dolaşır.[5] Bu dolanım firar kenarında düşüktür ancak kanat ucunda çok yüksek değerlere ulaşır. Bunun sonucu olarak kanat uçlarında "kanat ucu girdabı" denen, dönen hava akımları oluşur. Girdapların firar kenarı arkasında kalan kısmı kısmı "downwash" denilen hava akımını oluşturur.[6] Bu downwash'un neden olduğu yerel hava akışı (ortalama bağıl hava akışı) taşıma kuvvetinin yatay bileşenini etkiler ve indüklenmiş sürüklemeyi oluşturur. Bir kanadın hücum açısı arttıkça indüklenmiş sürükleme de artar. İndüklenmiş sürükleme hava süratinin karesi ile ters orantılıdır. Aynı zamanda hava yoğunluğu ile de ters orantılıdır.[1]

Taşıma-sürükleme oranı

Taşıma/sürükleme (L/D) oranı hava taşıtlarının performans hesaplarında yaygın olarak kullanılan önemli bir orandır. Yaygın kullanılan pek çok kanat profilinde en iyi L/D oranı yaklaşık 4° lik hücum açılarında elde edilir.[7] L/D oranının en yüksek olduğu nokta aynı zamanda hava taşıtlarının azamî seyahat menzili ve takatsiz azamî süzülme menzilinin gerçekleştiği noktadır.[8]

Kaynakça

  • Pooley, Dorothy ve David Robson. ''The Air Pilot's Manual 4: The Aeroplane Technical.'' 5. baskı. Cranfield. Pooley's Air Pilot Publishing, 2009.
  1. ^ a b c d Aerodinamik kuvvetler 5 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Prof. Mustafa Cavcar. Anadolu Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu. 2011
  2. ^ a b Pooley's, sf 27
  3. ^ a b c Pooley's, sf 28
  4. ^ a b Pooley's, sf 30
  5. ^ Pooley's, sf 31
  6. ^ Pooley's, sf 32
  7. ^ Pooley's, sf 42
  8. ^ Pooley's, sf 43

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kanat</span> hayvan ya da cansız bir objenin uçmasını sağlayan organ ya da parça

Kanat, uçma veya hareket etme amacıyla kullanılan ve genellikle kuşlar, böcekler veya uçaklar gibi hayvanlar veya araçlar tarafından kullanılan bir yapıdır. Kanatlar, aerodinamik prensiplere dayalı olarak tasarlanmış ve şekillendirilmiştir, böylece hava akışını kontrol ederek uçuş veya hareket sağlayabilirler. Kanat belli bir evrimsel ve biyolojik süreç sonrası oluşabilmesinin yanı sıra beşeri olarak da modellenebilip uçmak veya bir sıvı içerisinde hareket sağlamak için de özelleştirilebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Flap</span>

Flaplar; uçakların genellikle kanat firar kenarında bulunan; kanat kamburluğunu artırarak öncelikle taşıma kuvvetini (L) ve kısmen de sürüklemeyi (D) artıran kumanda yüzeyleri. Flaplar uçuşun, özellikle iniş ve kalkış gibi düşük süratlerde daha yüksek taşıma kuvvetine ihtiyaç duyulan safhalarında kullanılırlar. Pek çok uçak tipinde flapların birden fazla ayar düzeyi (açısı) bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Kanat profili</span>

Kanat profili veya aerofoil, kanat, yelken, dümen, pervane kanadı, rotor veya türbin gibi bir akışkan içindeki hareketi kaldırma kuvveti oluşturabilen nesnenin kesit şeklidir.

<span class="mw-page-title-main">Kanatçık</span>

Kanatçık, uçaklarda yuvarlanma/yatma yani kanat aşağı ve kanat yukarı hareketinin gerçekleşmesini sağlayan kumanda yüzeyi.

<span class="mw-page-title-main">Hücum açısı</span>

Hücum açısı aerodinamikte akış çizgileri ile kanat profilinin veter çizgisi arasında kalan açı. Hareket doğrultusu ile veter çizgisi arasında kalan açıdır.

<span class="mw-page-title-main">Perdövites</span> akım ayrılması nedeniyle irtifada ani düşüş

Perdövites veya stall; akışkanlar dinamiğinde, bir akışkan içerisinde hareket eden bir cisme etki eden taşıma kuvvetinin -hücum açısının (AOA) kritik değeri geçmesi nedeniyle- azalması veya yok olması sonucunda cismin akışkan içerisinde tutunamaması. Kelimenin kökeni ise Fransızcada hız kaybı anlamına gelen "perte de vitesse"den gelmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Aerodinamik</span> Fizik terimi ve bilim dalı

Aerodinamik, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunancadan gelmiş olup bu bilim dalı havanın hareketi ile ilgilidir. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak gösterilebilir. Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır ve aerodinamiğin birçok bakış açısı, teorisi bu alanlarda ortaktır. Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır; gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, tüm gazlar için çalışması ve aerodinamik gibi yalnızca hava ile sınırlanmamış olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Uçuş denetimleri</span>

Uçuş denetimleri ya da kumanda yüzeyleri; pilota uçağın uçuş yönü ve yeryüzüne göre durumunu (attitude) kumanda etme yetisi sağlayan uçak parçalarının genel adıdır.

<span class="mw-page-title-main">İrtifâ dümeni</span>

İrtifa dümeni, uçaklarda yunuslama hareketini gerçekleştiren kontrol yüzeyidir. Geleneksel uçaklarda yatay stabilize üzerinde bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Parazit sürükleme</span>

Parazit sürükleme bir akışkan içerisinde bağıl olarak hareket eden cisme kendi varlığından kaynaklanarak etkiyen sürükleme kuvvetidir.

<span class="mw-page-title-main">İndüklenmiş sürükleme</span>

İndüklenmiş sürükleme, sonlu bir yüzeyin oluşturduğu kaldırma kuvvetinden kaynaklanan sürükleme kuvvetine verilen isimdir.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr tüneli</span>

Rüzgâr tüneli, hava, sıvı ve plazma gibi hareketli bir akış içinde bulunan katı cisimlere akışın uyguladığı etkinin ve cisimlerin akış üzerindeki etkisinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanarak üretilen ve içindeki akışkanla yapay olarak üretilen akışın hızının kontrol edilebildiğitünellere denir.

<span class="mw-page-title-main">Spoiler (havacılık)</span>

Spoiler, hava taşıtlarına etki eden kaldırma kuvvetini (lift) azaltmak amacıyla kullanılan kontrol yüzeyi. Çoğunlukla kanat üzerine yerleştirilen ve dikey eksende açılarak kanadın ilgili kısmındaki hava akışını bozan cihazlardır. Spoilerler hava frenlerinden farklıdırlar. Hava frenleri hava direncini (drag) artırırken kaldırmayı çok az azaltırlar. Spoilerler ise kaldırmayı ciddi boyutta azaltırken, dirence orta seviyede etki ederler.

<span class="mw-page-title-main">Pitot tüpü</span>

Pito tüpü veya pitot tüpü, bir akışkanın yarattığı toplam basıncı ve buna bağlı olarak akışkanın hızını ölçen cihaz. Özellikle hava araçlarında yaygın olarak kullanılan pito tüpü, statik sistemle birlikte dinamik basıncın işarî sürate çevrilmesinde kullanılır. Adını mucidi Fransız mühendis Henri Pitot'dan almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Yer etkisi (havacılık)</span>

Yer etkisi, bir hava taşıtının veya uçabilen canlıların yere ya da başka bir yüzeye yakın uçtuğunda uçuş karakteristiklerinin değişmesi. Bu durum genellikle "daha iyi uçabilirlik" olarak tanımlanır. Yer etkisi, en kuvvetli olarak yerden "bir kanat açıklığı" yükseklikteki aralıkta hissedilir ve yere yaklaştıkça etki artar. Yer etkisi taşımayı artırırken sürüklemeyi azaltır.

Aerodinamik bölümünde bahsedilen aerodinamik sürüklenim, bir akışkan yönünde hareket halinde olan herhangi bir katı cisme etki eden akışkan sürüklenim kuvvetine denir. Cisim baz alındığında bu kuvvet cismin yüzeyine etki eden basınç dağılımlarından(Dp) ve cisme etki eden kayma kuvvetlerinden(akışkanlığın sonucu [Df]) meydana gelir. Akışın özelliklerine göre hesaplama yapıldığında sürüklenim kuvveti 3 temel birime bağlıdır : şok dalgaları, girdaplar ve akışkanlık.

Akışkanlar dinamiğinde, sürüklenim bir sıvı içerisinde hareket eden bir cismin hareket yönüne zıt yönde etki eden kuvvet topluluğuna denir. Bu kuvvet iki sıvı yüzeyi arasında veya bir katı ve bir sıvı yüzeyi arasında olabilir. Diğer durdurucu kuvvetler nazaran sürüklenim kuvveti hıza bağlıdır. Bir sıvının akış yönü hizasında bulunan katı bir cisme göre, sürüklenim kuvvetleri sıvının hızını her zaman azaltır.

<span class="mw-page-title-main">Kuşların uçuşu</span>

Kuşların uçuşu, kuşların havalanarak uçtuğu çoğu kuş türü tarafından kullanılan ana hareket şeklidir. Uçuş, kuşların beslenmesine, üremesine, avcılardan kaçınmasına ve göç etmesine yardımcı olur.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgar türbini aerodinamiği</span>

Rüzgarın enerjisi, rüzgar türbininin dönen kanatlarına rüzgarın uyguladığı aerodinamik kuvvetler yoluyla türbinin alternatöründe elektrik enerjisine çevrilir. Bu nedenle aerodinamik hesaplamalar rüzgar türbininde önemlidir. Çoğu makine gibi rüzgar türbinleri de hepsi farklı enerji kazanım kavramlarına dayanır.

<span class="mw-page-title-main">Sürükleme katsayısı</span> bir nesnenin hava veya su gibi sıvı bir ortam içinde sürtünmesi ya da direnç göstermesini nicelendirmek için kullanılan boyutsuz miktar

Akışkanlar dinamiği alanında, sürükleme katsayısı, bir nesnenin hava veya su gibi bir akışkan ortamında maruz kaldığı sürükleme veya direnç miktarını belirlemek için kullanılan bir boyutsuz niceliktir. Sürükleme denkleminde kullanılır ve daha düşük bir sürükleme katsayısı, nesnenin daha az aerodinamik veya hidrodinamik sürüklemeye sahip olacağını ifade eder. Sürükleme katsayısı her zaman belirli bir yüzey alanına bağlı olarak değerlendirilir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.